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安防監控芯片的高清與智能化現狀分析

發布時間:2013-02-27

                                           —— 摘自中國安防網

隨著安防行業的高速發展,特別是高清和智能化需求的井噴,整個行業已經全面進入數字化時代,而作為數字化安防產品的核心,安防芯片已經成為一個巨大的產業,同時安防芯片的發展也反過來決定了安防產業未來的發展脈絡和發展方向。據了解,某芯片企業用于入門級市場DVR的芯片在2012年上半年幾乎實現了同比翻番的增長,這也從一個方面反饋了安防芯片市場的火爆。而根據市場信息,2011年全年的安防數字壓縮芯片市場容量已經接近2000萬片,按照當前的趨勢,2012年,這個數字很有可能突破3000萬片,接近4000萬片的水平。
巨大的市場容量催生了產品的細分。隨著安防芯片市場的增長,安防芯片的細分也是勢在必行。與幾年前安防行業剛剛開始數字化時單一的DSP芯片相比,現在的安防芯片已經根據應用場合的不同,細分成不同的種類,主要有以下幾個方面:
(1)DVR/NVR芯片,比如海思半導體的Hi3515,Hi3520應用于嵌入式DVR產品和嵌入式NVR產品,主要側重于多通道編解碼、多業務管理和高碼率存儲的需求,目前這類芯片是市場規模最大的一類芯片,占據了主壓縮芯片數量的60%左右;
(2)IPC芯片,應用于網絡攝像機產品,這是最近兩年IPC市場逐步成熟的產物,這些芯片側重于高清壓縮、智能化和ISP處理,目前這類芯片市場容量還不如DVR/NVR芯片,但是可以預見的是,一段時間以后,這類芯片將占據絕大部分的安防市場份額。
(3)輔助芯片,主要用于智能化和ISP業務,以DSP和FPGA為主,在模擬攝像機里,這類用于ISP的DSP或者FPGA芯片大量被應用。而由于智能分析產品目前市場容量還處于初級階段,用于智能分析產品的DSP用量較少。隨著IPC芯片的集成度越來越高,這些輔助芯片的功能最終可能會合并到IPC芯片上。
市場容量的擴大同時也刺激了技術的進步和革新,安防芯片的技術發展和革新又以主壓縮芯片的進步為代表。這些技術的進步拉動了安防產品的發展,決定了安防產品的前進方向,同時也給安防產業帶來了架構的重組,市場競爭格局也發生了重大的變化。
這些技術革新中最具有代表的是安防專用ASIC芯片的誕生。7-8年前,安防數字產品剛剛開始普及的時候,采用的芯片大部分為通用的DSP,并不是為安防行業專門設計的,使用的時候有較高的技術門檻,成本也相對較高。而2005年左右以海思的Hi3510為代表的視頻ASIC芯片的誕生給安防行業注入了新的活力,雖然這顆芯片不是專門為安防行業設計,但是卻給安防行業帶來了突破。隨后的安防產品就基本上踏入了ASIC時代,包括海思后期陸續發布的Hi3512、Hi3511、Hi3515,Ti的DM365、DM368等都已經是完全為安防設計的ASIC芯片了。安防ASIC芯片的全面普及有兩個重要意義,首先是ASIC芯片讓安防數字產品的研發、生產門檻降低,使得大量企業進入,推動了產業鏈的成熟和發展;其次是大大降低了安防數字產品的成本,性價比更高的產品使得安防市場的規模進一步擴大。
更強大的編解碼能力也是安防芯片革新的一個重要領域。安防芯片從最開始的單芯片編2CIF到現在單芯片編解碼32D1,其編解碼能力提升了64倍之多,這是令人震驚的技術進步,也為安防高清時代的到來奠定了良好的基礎,目前用于高清攝像機的壓縮芯片,已經可以在H.264的編碼格式下做到1080P@60fps,為高清在安防的全面應用鋪平了道路。編碼能力的提升帶來的另一個好處是單芯片所支持的編解碼通道數越來越高,最直接的意義就是DVR的分辨率基本已經全面進入D1/4CIF時代,而單芯片的32路DVR產品也已經面試,而NVR則可以支持接入更多的IPC,能夠顯示和回放更多的路數。
編碼格式的進步也是安防芯片的技術革新之一,在安防芯片快速發展的最近幾年,編碼方式經歷了從H.263到MPEG4,再發展到H.264的過程,雖然每一種編碼格式在它生命的初期都會比較曲折,尤其是對于后端的解碼能力是一個巨大的挑戰,但是其革新的腳步卻從未停息,目前,基本上90%以上的安防數字產品已經采用H.264算法,而新一代的H.265算法已經進入芯片企業的研究范圍,預計2-3年左右,H.265編碼格式將全面應用于安防數字產品,更高的壓縮效率更低的編碼碼流,無疑又講推動安防產業進入一個新的時代。
隨著最近兩年智能分析算法的成熟,相關智能產品的應用也開始越來越多,和之前的叫好不叫座相比,現在智能分析產品已經呈現出一個快速增長的趨勢。由于之前的智能分析產品都需要單獨增加一顆DSP或者其他運算芯片來實現分析的功能,因此不管是在產品開發難度還是在成本考慮上都不是很理想,如何解決這個問題是安防產品制造企業一直以來的重要關注點,如今的監控技術已經率先將智能分析算法成功移植到編解碼芯片的ARM上,實現了極低成本的高效智能分析,這也給安防行業帶來了一個解決此問題的重要思路。隨著安防芯片性能的提升,現在已經有將智能分析引擎集成到編解碼芯片的方案。
與之前數字產品較為單一的功能相比,由于目前的聯網趨勢,目前的安防數字產品尤其是DVR和NVR產品具備了很多的周邊業務,多業務能力已經成為衡量安防芯片能力的一個重要因素。這些業務能力一般包括報警、存儲、轉發、網絡、顯示以及本機業務管理等。這些業務的加入,使得安防芯片的集成度越來越高,越來越趨向于單芯片系統解決大部分的問題,這個跟微電子的發展趨勢也是十分一致的。
雖然當前的安防芯片市場發展迅速且前景樂觀,但是同樣也面對了很多的發展挑戰。
首先是芯片的速度如何快速跟進產品和行業的發展。當前安防產品的路線圖趨勢一般由安防芯片來決定,芯片不發布,相應的產品也就基本無法發布。但是從目前的安防產業來看,一般半年左右,就會有一系列新的產品需求誕生,而目前安防芯片的更新周期一般在一年多一點的時間。這就造成了需求一直在等待芯片的局面,如何能夠使得芯片的發展能夠匹配上需求的發展,給芯片企業帶來了不小的壓力,因為這意味著成倍的提高人力成本,市場換代過于頻繁也會帶來產值的浪費。另外一個方面,安防產業對需求的細分越來越明顯,以前的一個芯片可以用在大部分產品上的情況現在很難滿足用戶的需求,如何細分芯片,有的放矢,以滿足用戶的需求也是一個難題。
其次是如何引導產業鏈的健康成長,由于安防芯片的特殊性和關鍵性,安防芯片廠商的市場行為很容易影響到安防產業的發展,如何在擴大市場的同時保護好市場,是需要芯片企業多多考慮的。
芯片的成本控制也是一個挑戰,目前安防芯片的主要廠商數量不多,但是彼此競爭壓力卻很大,此外還有因為安防產業整體利潤下降導致的來自終端制造商的壓力,知識產權的費用也是一筆很大的開支。
節能環保及低功耗的需求,目前相關環保部門對安防產品功耗的要求越來越高,同時也是影響產品出口的一個主要指標。與之相矛盾的是性能提升往往依托于能耗的提高。
總體而言,安防芯片經過最近幾年的發展,已經取得突飛猛進的進步,不管是技術還是市場,都取得了巨大的成功,尤其是國產芯片已經取得了主導地位,據了解,海思半導體的DVR芯片已經占據了同類產品60%的份額,這是讓國內安防同仁值得自豪的一點。展望未來,安防芯片的發展會愈加迅速,也會在安防產業鏈條中扮演越來越重要的角色,對于安防芯片企業來講,機遇和挑戰并存,只有貼近用戶,理性發展,才能保持長久的進步和穩健的成長。
     


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